[發(fā)明專利]一種基于遺傳算法的虛擬網(wǎng)絡(luò)功能的放置方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711463389.3
• 申請(qǐng)日: 2017-12-28
• 公開（公告）號(hào): CN108322333B
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曾瑛;施展;李溢杰;亢中苗;李星南;蘇卓;藺鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力調(diào)度控制中心;北京萬(wàn)可信息技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): H04L12/24
• 分類號(hào): H04L12/24
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，更具體地，涉及一種基于遺傳算法的虛擬網(wǎng)絡(luò)功能的放置方法。包括以下步驟：S1.查詢系統(tǒng)緩存，判斷是否存在當(dāng)前類型的SFC請(qǐng)求的部署結(jié)果，若有，轉(zhuǎn)到步驟S4；若沒有，轉(zhuǎn)到步驟S2；S2.結(jié)合遺傳算法的計(jì)算步驟，為該服務(wù)鏈中的VNF有序選擇應(yīng)放置的物理節(jié)點(diǎn)與實(shí)例；S3.根據(jù)S2步驟求得的VNF放置的情況，對(duì)SFC的虛擬鏈路進(jìn)行映射，引導(dǎo)數(shù)據(jù)流量有序傳輸；S4.根據(jù)部署結(jié)果，為SFC分配所請(qǐng)求的物理資源。本發(fā)明中闡明了部署的VNF實(shí)例與實(shí)際運(yùn)行的VNF之間的資源關(guān)系，限制了VNF實(shí)例化的次數(shù)以模擬虛擬網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商擁有的有限資源；用盡可能少的VNF實(shí)例實(shí)現(xiàn)了對(duì)SFC請(qǐng)求的處理，促進(jìn)了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)底層物理資源的合理利用，節(jié)省了開支。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，更具體地，涉及一種基于遺傳算法的虛擬網(wǎng)絡(luò)功能的放置方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化(NFV，NetworkFunctionsVirtualization)是一種重要的新型網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。該技術(shù)是以虛擬化技術(shù)為基礎(chǔ)，將網(wǎng)絡(luò)服務(wù)功能從專用物理設(shè)備上解耦，以軟件的形式靈活地部署在商業(yè)通用設(shè)備上，從而動(dòng)態(tài)地處理用戶的服務(wù)請(qǐng)求。這些虛擬化后的網(wǎng)絡(luò)功能就被稱為虛擬網(wǎng)絡(luò)功能(VirtualNetwork Functions)。由于在NFV網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)范式下，一個(gè)確定的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的實(shí)現(xiàn)方式為服務(wù)功能鏈(ServiceFunctionChains)。它是由一系列的VNF有序組成的，處理用戶的服務(wù)請(qǐng)求也就意味著在網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)對(duì)SFC高效合理的部署。因此，為了實(shí)現(xiàn)NFV的經(jīng)濟(jì)效益最大化，VNF的放置問題首先必須被解決。然而，使用默認(rèn)的VNF放置方案會(huì)導(dǎo)致底層物理資源出現(xiàn)過度負(fù)載或過度空閑的情況，嚴(yán)重影響了網(wǎng)絡(luò)的性能。因此需要設(shè)計(jì)合適的算法實(shí)現(xiàn)對(duì)VNF的放置與SFC的編排，重點(diǎn)是要確定哪些網(wǎng)絡(luò)功能放在哪些底層物理設(shè)備(服務(wù)器)上，從而確保底層資源的有效利用，并保持鏈路端到端時(shí)延在一定范圍內(nèi)可控。

高效靈活的VNF放置方案主要取決于組成SFC的各個(gè)VNF放置的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的位置及其相互之間的路由選擇。因此，在一個(gè)給定的NFV架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中，如何實(shí)現(xiàn)對(duì)VNF的有效放置，成為了提高物理底層資源利用率與保持鏈路端到端時(shí)延可控的關(guān)鍵問題。該問題稱為VNF放置問題。已有的許多文獻(xiàn)從不同角度對(duì)該問題進(jìn)行了建模，并盡可能提供了實(shí)用有效的SFC編排與部署方法。對(duì)已有的文獻(xiàn)進(jìn)行檢索、比較和分析，篩選出如下與本發(fā)明相關(guān)度比較高的技術(shù)信息：

文獻(xiàn)方案1：《VNF-P:AModelforEfficientPlacementofVirtualizedNetworkFunctions》展示并評(píng)估了一個(gè)在NFV架構(gòu)下的有關(guān)虛擬網(wǎng)絡(luò)功能資源分配的形式化模型，稱為VNF放置模型。該模型最先將VNF的放置與資源分配請(qǐng)求問題抽象化，并在一個(gè)小型服務(wù)提供商的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下對(duì)兩種類型的服務(wù)鏈進(jìn)行研究。

文獻(xiàn)方案2：《Virtualnetworkfunctionscheduling:Conceptandchallenges》總結(jié)了VNF調(diào)度的概念與當(dāng)前面臨的挑戰(zhàn)，并提出了幾個(gè)重要的研究方向。同時(shí)，作者所建立的數(shù)學(xué)模型涉及到了一些重要的參數(shù)，而且為此提出了相關(guān)的評(píng)價(jià)指標(biāo)。

文獻(xiàn)方案3:《DesignandEvaluationofAlgorithmsforMappingandSchedulingofVirtualNetworkFunctions》解決的是在線情形的VNF映射與調(diào)度問題。作者研究該問題的一個(gè)前提是已知SFC請(qǐng)求的類型與數(shù)目，根據(jù)其資源、時(shí)延需求，對(duì)這些服務(wù)請(qǐng)求進(jìn)行合理的編排與調(diào)度。為此，作者提出了三個(gè)貪婪算法和一個(gè)禁忌搜索算法解決該問題。